1. 研究目的与意义
我国经济快速发展，人民的生活水平显著提高，但是以耗能为主的发展模式却让大气污染随之而来。据统计，2014年我国消耗煤炭195103.3万t，排放烟气量18.54万亿m3，排放二氧化硫、氮氧化物、烟尘量分别为525.3万t，670.8万t，195.8万t。而二氧化钛作为一种优良的半导体催化剂，被广泛用来降解大气污染。
tio2 具有降解速率快,反应条件温和,价格低廉,无毒无害等诸多优点，被广泛使用在光催化过程中。其利用太阳光为光源,将污染物降解为无污染的物质如co2、h2o 等。与金属不同的是,半导体的能带存在着一定的带隙，带隙宽度一般为1-3ev。当大量高于空隙能量的光照射半导体，电子从价带跃迁到导带,形成高活性电子(e-),而价带带随之形成带正电荷的空穴(h ),从而形成了具有高活性的电子-空穴对。纳米tio2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。纳米tio2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。纳米二氧化钛利用自然光、常温、常压即可催化分解细菌和污染物，且能长期有利于自然生态环境，其中用于分解废水中的有机物的报道最多。卤代烃、卤代芳烃等有毒有机物在纳米二氧化钛光催化作用下，可逐步降解为co2，h2o等对环境无害的无机物。
在实际使用中，二氧化钛虽然对环境并无影响，但是其一定的生物毒性和难回收的特点一直存在，所以现在需要一种载体来让二氧化钛在解决这两个问题的同时又能很好的保持原有的性能。木质素是一种来源丰富且可再生的天然高分子化合物，其自身含有多种活性基团，易于进行化学改性，稳定性能优良，可作为表面活性剂降低界面张力。结合二者的特点，可以尝试将二者结合来对二氧化钛进行改性研究，这在光催化方面具有广阔的应用前景。然而木质素因为本身性质原因，和二氧化钛结合的不好，所以需要将木质素转化成生物炭来进行改性实验。
2. 研究内容和预期目标
1.探索将木质素制备成生物炭并让二氧化钛负载的方法
2. 复合后的生物质碳基二氧化钛光催化材料的性能研究
3.使用xrd、红外等对复合材料进行测试。
3. 研究的方法与步骤
通过水热反应木质素转化成生物炭，尝试用水热法将二氧化钛一步反应在生物炭上，并通过改进反应温度，ph，反应时间等来让生物炭跟二氧化钛粉末更好地结合。
通过控制反应温度，ph，反应时间等使得二氧化钛能够更好得参杂于生物炭中。
通过所得产品对亚甲基蓝的降解测定其光催化性能。
4. 参考文献
|
|
5. 计划与进度安排
1.2022-01-07~2022-01-20：查阅文献，了解课题背景，完成开题报告。
2.2022-03-05~2022-03-28：开展初步实验，熟悉木质素制备生物碳的过程。
3.2022-03-29~2022-04-03：制备二氧化钛粉体及提纯。
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
